2型糖尿病酮癥酸中毒腦水腫誘發(fā)氧化應(yīng)激受損的臨床觀察

姜保周, 艾文婷 ,劉丹平△

1.陜西省人民醫(yī)院急診內(nèi)科(西安 710068), 2.陜西省人民醫(yī)院心臟內(nèi)科(西安710068)

△通訊作者

2型糖尿病酮癥酸中毒腦水腫誘發(fā)氧化應(yīng)激受損的臨床觀察

姜保周1, 艾文婷2,劉丹平1△

1.陜西省人民醫(yī)院急診內(nèi)科(西安 710068), 2.陜西省人民醫(yī)院心臟內(nèi)科(西安710068)

目的：探討2型糖尿病酮癥中毒腦水腫誘發(fā)氧化應(yīng)激受損狀況。方法：選擇2型糖尿病酮癥酸中毒患者60例，將其中12例并發(fā)腦水腫者設(shè)為研究組，未并發(fā)腦水腫48例設(shè)為對照組，比較分析兩組臨床資料。結(jié)果：研究組中患者的海馬體、錐體神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)聚集了大量80HG 、HNE和 HO-1氧化損傷產(chǎn)物，顯著多于對照組(P<0.05);而80HG 在DKA/BE患者中的 Purkinje 細(xì)胞和分子層細(xì)胞內(nèi)高度表達(dá)，而在對照組的表達(dá)顯著降低(P<0.05);HNE和 HO-1則無統(tǒng)計學(xué)差異，在患者枕葉皮質(zhì)區(qū)，研究組 CP 均定位于錐體神經(jīng)元細(xì)胞里，對照組神經(jīng)元細(xì)胞體里未發(fā)現(xiàn)CP，發(fā)現(xiàn)DKA/BE組神經(jīng)元細(xì)胞密度降低。結(jié)論：2型糖尿病并發(fā)重度酮癥酸中毒時易引發(fā)腦水腫，并伴一定程度氧化應(yīng)激受損。

腦水腫作為2型糖尿病酮癥酸中毒的并發(fā)癥之一，嚴(yán)重且常見，易產(chǎn)生永久性神經(jīng)損害甚至死亡。酮癥酸中毒是2型糖尿病非常危險的并發(fā)癥[1]。本研究針對2型糖尿病酮癥酸中毒腦水腫誘發(fā)氧化應(yīng)激受損情況進(jìn)行了臨床分析研究，旨在對2型糖尿病酮癥酸中毒并發(fā)癥作進(jìn)一步了解。

資料與方法

1 一般資料 選擇2014至 4月 至2015年2月我院就診的2型糖尿病酮癥酸中毒患者 60 例，其中男33例，女 27 例，年齡22～73歲，平均45.1歲。60例均符合該類病癥的生化診斷標(biāo)準(zhǔn)：隨機(jī)性血糖濃度≥16.7mmol/L，HCO3-濃度<15mmol/L 和 pH<7.3，尿酮體、血酮體都呈現(xiàn)陽性。按照標(biāo)準(zhǔn)將酮癥酸中毒進(jìn)行分級，輕度患者(HCO3-<15mmol/L、pH<7.3)23 例(38.33%)；中度患者(HCO3-<10 mmol/L、pH<7.2) 16 例(26.67%)；重度患者(HCO3-<5 mmol/L、pH<7.1)21 例(35.00%)。本研究通過我院倫理委員會審批，并有家屬或患者本人的知情同意簽字。

2 研究方法與判斷標(biāo)準(zhǔn)

2.1 2型糖尿病酮癥酸中毒患者出現(xiàn)腦水腫的判定標(biāo)準(zhǔn)：①符合實驗室各項判定指標(biāo)；②頭暈頭痛、惡心嘔吐和意識出現(xiàn)模糊現(xiàn)象，血壓出現(xiàn)升高以及心率出現(xiàn)減慢等各種腦水腫的臨床癥狀及體征表現(xiàn)；③癥狀發(fā)作的開始時間在患者進(jìn)行治療前、治療過程中的任意時間；④排除神經(jīng)系統(tǒng)以外患者發(fā)生其他疾病的可能性。

2.2 實驗室與臨床監(jiān)測指標(biāo)：①生命體征指標(biāo)：監(jiān)測和分析患者呼吸順暢度、血壓、心率、瞳孔大小、神志清晰程度、脫水程度和體內(nèi)各循環(huán)具體狀況；②實驗室指標(biāo)：統(tǒng)計和分析患者的血糖濃度、血電解質(zhì)濃度、血滲透壓、肝腎功能和血氣的具體狀況等；③影像學(xué)監(jiān)測：對患者頭顱部位實施 MRI或者 CT。

2.3 分組觀察指標(biāo)：選 4 種常見氧化損傷標(biāo)志物分析兩組患者誘發(fā)氧化應(yīng)激受損情況，采用立體定向法對其海馬體、錐體神經(jīng)元細(xì)胞活檢取樣，統(tǒng)計以下指標(biāo)在患者腦組織中含量的變化：①DNA氧化損傷標(biāo)志物：8-羥基脫氧鳥苷酸 (8-Hydroxy-2 deoxyguanosine，80HG)；②脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物：4-羥基壬烯醛(4-Hydroxynonenal，HNE)；③氧化誘導(dǎo)酶：血紅素加氧酶 (Heme oxygenase -1，HO-1)；④血漿銅藍(lán)蛋白 (Ceruloplasmin，CP)。所使用抗體包括抗 80HG 單克隆抗體，多克隆兔抗抗脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 HNE 抗體、HO-1抗體以及血漿銅藍(lán)蛋白抗體。封閉之前，首先使用10μg/ml蛋白酶37℃ 將海馬體、錐體神經(jīng)元細(xì)胞樣本切片進(jìn)行20 min 的處理。運用原位雜交方法檢測線粒體損傷標(biāo)志物 (mtDNA) 缺失情況，探針選用地高辛標(biāo)記；使用改進(jìn)的 Peds 染色法對原位氧化還原性鐵進(jìn)行檢測和甲酚紫進(jìn)行顯色。

2.4 定量分析統(tǒng)計學(xué)：定量分析腦易損區(qū)域細(xì)胞中氧化損傷標(biāo)志物聚集狀況，以Axio Cam顯微鏡拍攝 (Zeiss，Thomwood，NY)高分辨率圖像，選海馬體或大腦Purkinje和分子層細(xì)胞CAl/CA2區(qū)2個不同的視野來研究。在排除神經(jīng)纖維網(wǎng)的背景后對2 個視野中所有的神經(jīng)元細(xì)胞及Purkinje細(xì)胞行免疫組化染色強(qiáng)度對比；以SAS分析神經(jīng)元細(xì)胞中氧化應(yīng)激標(biāo)志物水平；以甲酚紫染色以區(qū)分神經(jīng)元細(xì)胞體，對DKA/BE組和對照組中神經(jīng)元細(xì)胞密度和大小行定量分析；在5×物鏡條件下，選CA1、CA2、CA3、CA4視野，并以Axio Vision觀察著色細(xì)胞。首先，設(shè)定細(xì)胞大小閾值，將非錐體細(xì)胞及細(xì)胞局部微小著色區(qū)域排除，再手工將非錐體細(xì)胞層著色血管細(xì)胞去除。最后，圈定需分析的整個錐體細(xì)胞區(qū)域 (mm2為單位) ，統(tǒng)計神經(jīng)元細(xì)胞個數(shù)，比較兩組間染色差異。同時測量12 例DKA/BE患者和12 例對照患者 CA1、CA2、CA3及CA4區(qū)，每個區(qū)域檢測 75～255 個神經(jīng)元細(xì)胞。

3 統(tǒng)計學(xué)方法 本研究采用計算機(jī)輔助圖像分析軟件AVR4.5進(jìn)行分析，計量資料比較采用t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1 腦水腫發(fā)生情況 60例患者中12 例并發(fā)腦水腫。其癥狀均出現(xiàn)在補(bǔ)液初期以及開展靜脈胰島素治療后的5～10h內(nèi)，血糖濃度維持在12.7～26.3 mmol/L，心率維持在96～127次/min，血壓維持在94/60 mmHg ～111/67 mmHg。治療后血糖逐漸下降，脫水酸中毒得到不同程度改善。都出現(xiàn)程度不一的意識改變，臨床癥狀包括頭暈頭痛、焦躁不安、惡心嘔吐及困乏嗜睡，淺昏迷等，嚴(yán)重者會昏迷以及心率減慢，偶有血壓顯著升高的個例。

2 兩組患者氧化還原標(biāo)志物比較 見表1。研究組海馬體、錐體神經(jīng)元細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)聚集了大量氧化損傷產(chǎn)物，顯著多于對照組(P<0.05)。其中，80HG大量定位在研究組神經(jīng)元細(xì)胞漿和細(xì)胞核中，而對照組未著色；HNE產(chǎn)物在研究組患者海馬體錐體神經(jīng)元細(xì)胞里顯著多于對照組(P<0.05)；在研究組海馬體錐體神經(jīng)元細(xì)胞中，HO-1含量顯著高于對照組(P<0.05)。定量分析證明：研究組患者80HG、HNE和 HO-1都顯著高于對照組(P<0.05)。與對照組相比，研究組患者中的 80HG含量有統(tǒng)計學(xué)差異，80HG 在研究組患者中的 Purkinje 細(xì)胞和分子層細(xì)胞內(nèi)高度表達(dá)，而在對照組的表達(dá)顯著低于研究組；定量分析表明：研究組Purkinje細(xì)胞及分子層細(xì)胞中80HG含量顯著升高 (P<0.001)。提示：兩組患者小腦、Purkinje細(xì)胞和腦橋中HNE和HO-1含量差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 (P>0.05)。

表1 海馬體、椎體神經(jīng)元細(xì)胞中氧化還原標(biāo)志物比較

表2 Purkinje細(xì)胞及分子層細(xì)胞中氧化還原標(biāo)志物比較

3 兩組患者CP定位比較 在患者枕葉皮質(zhì)區(qū)，研究組患者 CP 均定位于錐體神經(jīng)元細(xì)胞里面，而在對照組神經(jīng)元細(xì)胞體里面則沒有發(fā)現(xiàn)CP。

4 兩組患者神經(jīng)元細(xì)胞密度比較 利用甲酚紫對海馬體實施染色后開展形態(tài)觀察分析，發(fā)現(xiàn)研究組患者神經(jīng)元細(xì)胞密度出現(xiàn)了降低的現(xiàn)象 [(179±49) VS (311±62)神經(jīng)元細(xì)胞/mm2(P<0.01)]。但兩組患者海馬錐體神經(jīng)元細(xì)胞的體積比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義 (P>0.05)。采用原位雜交法和原位 Perls 染色法對研究組患者進(jìn)行進(jìn)一步分析，在研究組患者大腦中未見還原性鐵及 mtDNA 的表達(dá)。

討 論

糖尿病酮癥酸中毒患者療后會有一定比例腦水腫出現(xiàn)，本研究對 60 例中12 例出現(xiàn)該癥狀，發(fā)病率高達(dá)18%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外資料當(dāng)中報道的3.1%[2]。本研究腦水腫高發(fā)可能與研究所選取患者酮癥酸中毒比例較高或數(shù)量選取較少有關(guān)系。腦水腫患者一般在治療開始的5～10h 內(nèi)脫水、血糖下降以及酸中毒現(xiàn)在得到改善的情況下，意識逐漸發(fā)生變化，進(jìn)而誘發(fā)患者大腦發(fā)生一定程度地氧化應(yīng)激受損，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致死亡[3]。

在研究組中均發(fā)現(xiàn)80HG、HO-1、CP以及HNE的表達(dá)，但未發(fā)現(xiàn)還原性鐵和mtDNA表達(dá)。說明研究組的氧化應(yīng)激誘發(fā)機(jī)制同其他神經(jīng)退行性病變存在差異，諸如阿爾茲默癥，其癥狀為80HG、HO-1、NT、HNE和mtDNA缺失而還原性鐵都升高。我們推測：這種現(xiàn)象的發(fā)生于T1DM患者胰島素缺乏造成了多樣代謝性/免疫性損傷，從而誘發(fā)高血糖、高血脂、脫水以及酮癥酸中毒等一系列病理變化的證候群。與此同時，還會導(dǎo)致外周和腦胰島素出現(xiàn)抵抗現(xiàn)象，胰島素信號通路被削弱；同樣，還使得AGE-RAGE系統(tǒng)得到增強(qiáng)，氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)增加[4]。T1DM誘發(fā)的DKA可以作為糖尿病型代謝腦病，同時，T1DM中動態(tài)改變的代謝狀態(tài)引起的氧化應(yīng)激和炎性損傷的具體機(jī)制還有待于深入研究探討。有研究發(fā)現(xiàn)：2型糖尿病酮癥酸中毒并發(fā)腦水腫患者神經(jīng)元細(xì)胞沒有出現(xiàn)形態(tài)學(xué)改變和凋亡的現(xiàn)象。雖然2型糖尿病酮癥酸中毒并發(fā)腦水腫患者存在胰島素缺陷/抵抗及代謝障礙，但是其海馬體神經(jīng)元細(xì)胞卻不存在統(tǒng)計學(xué)差異。2型糖尿病酮癥酸中毒并發(fā)腦水腫患者出現(xiàn)神經(jīng)元細(xì)胞密度變低可能與DKA伴有亞臨床腦水腫及內(nèi)皮異常導(dǎo)致的不同程度腦損傷有關(guān)[5]。

[1] 熊 豐，曾 燕，張 文，等.糖尿病酮癥酸中毒并發(fā)腦水腫臨床分析 [J].中國實用兒科雜志，2006，21(11)：837-839.

[2] 岳紹中．兒童糖尿病酮癥酸中毒并發(fā)腦水腫臨床分析 [J]．臨床兒科雜志，2008，26(1)：1030-1032.

[3] 余 泳，王曉鳴，陳月嬋. 42例重度糖尿病酮癥酸中毒救治體會 [J].中華全科醫(yī)學(xué)， 2013，11(6)：896-897.

[4] 何詠梅, 尹邦燕, 楊中順,等.皮下胰島素泵治療糖尿病酮癥酸中毒療效及對氧化應(yīng)激的影響[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 45(6)：751-753.

[5] Sima AA，Zhang W，Kreipke CW，etal．Inflammation in diabetic encephalopathy is prevented by C-peptidc [J]．Rev Diabet Stud，2009，6(1)：37-42．

(收稿：2016-08-03)

糖尿病，2型/并發(fā)癥 腦水腫/病因?qū)W 腦水腫/診斷

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10.3969/j.issn.1000-7377.2017.05.031